UNIDADES QUIMICAS

Otra forma de expresar las concentraciones es por métodos químicos, estos se diferencian de los métodos FÍSICOS porque toman en cuenta la composición del soluto y en algunos casos la del disolvente (como en la fracción molar). Entre los métodos químicos más utilizados tenemos:

a) la molaridad,

b) la molalidad,

c) la normalidad, y

d) la fracción molar

En la solución de problemas por métodos químicos, es

bastante común la conversión de una masa dada de

soluto o disolvente a número de moles; basta recordar

que la conversión se hace mediante la siguiente fórmula:

Número de moles = masa del compuesto

Peso molecular del compuesto

EJEMPLO:

¿Cuàntos moles hay en 28.7 g de Na2SO4 ?

Datos Cálculos Respuesta

m= 28.7 grs. Cálculo de masa molar del Na2SO4. ∴ en 28,7 g n= ? Na = 2 x 23 = 46 hay 0.202 moles

S = 1 x 32 = 32

Formula O = 4 x 16 = 64

= 142 g/mol

n= m

PM n = 28,7 g = 0.202 moles

142 g/mol

n = m .

PM

MOLARIDAD

Este método es muy útil para expresar

concentraciones cuando se utiliza equipo

volumétrico tales como probetas, buretas o pipetas, sólo

se necesita pesar cierta cantidad de soluto que

corresponda a la concentración deseada y se adiciona

suficiente disolvente hasta completar un volumen

determinado en un matraz volumétrico aforado.

La molaridad de una solución se define como la cantidad

de soluto disuelto en moles por litro de solución.

Molaridad (M) = Número de moles

Litros de soluciòn

M= n

V

EJEMPLO: Calcule la molaridad de una solución que se preparó pesando 28.7 g de Na2SO4 y añadiendo suficiente agua hasta aforar un volumen de 500 ml.

Datos Cálculos

m=28.7g Cálculo de los litros

V= 500 ml Litros= 500 ml/1000 ml=0.5 l PM=142g/mol

n=0.202 moles M= 0.202 moles = 0.404 moles/l M? 0.5 l

Respuesta

Formula ∴ la molaridad de la solución es de M=N 0.404 M

V

EJEMPLO ¿Cuantos gramos de Kl hay en 360 ml de una solución 0.550 M?. Datos Fórmulas

m=? V=360 ml Número de moles = molaridad x Litros de solución M=0.550 M N= M X V. Masa = Número de moles X masa molar a=n x Mm Cálculos n = 0.550 moles/L X 0.360 L n = 0.198 moles m = 0.198 moles X 166.0 g/mol m = 32.9 gramos de KI Respuesta ∴ hay 32.9 gramos en 360 ml de soluciòn al 0.55 M

Molalidad

La principal ventaja de este método de medida respecto a la molaridad es que como el volumen de una disolución depende de la temperatura y de la presión, cuando éstas cambian, el volumen cambia con ellas. Gracias a que la molalidad no está en función del volumen, es independiente de la temperatura y la presión, y puede medirse con mayor precisión. Es menos empleada que la molaridad pero igual de importante.

Molalidad Para preparar soluciones de una determinada molalidad en un disolvente, no se emplea un matraz aforado como en el caso de la molaridad, sino que se puede hacer en un vaso de precipitados y pesando con una balanza analítica, previo peso del vaso vacío para poderle restar el correspondiente valor.

La molalidad (m) es el número de moles de soluto

por kilogramo de solvente.

Molalidad (m) = Número de moles

Kilogramos de solvente M= n

Kg solv

EJEMPLO: Se agregan 5 gramos de Acido clorhídrico a 35 grs. de agua ¿cuál es la concentración de la solución o la Molalidad?

Datos Cálculos

m=5 g Cálculo de la masa del volumen

Vsolv= 35 g Kilogramos= 35 g/1000 g=0.5 kg

PM=37

N= ? m = 5g/37g/mol =3.92moles/Kg.

35g/1000 kg

Respuesta

Fórmula ∴ la molalidad de la solución

m= N es de 3.92 m

Kg. Solv,

Normalidad Normalidad (N): Es el número de

equivalentes gramo de soluto contenidos en un litro de solución.

N= equiv solu

v

Equivalente-gramo es la cantidad de sustancia que

reaccionaría con 1,008 gramos de hidrógeno, es

decir, con un átomo-gramo de este elemento.

EJEMPLO

Una solución contiene 0,74 g de Ca ( OH ) 2 por cada

500 ml . Calcula su normalidad.

Datos

m=0.74 g

PM Ca(OH)2 = 74g/mol

PE Ca(OH)2 = PM = 37g/equiv

N= ? Z 2

Fórmulas

N= n eq n eq = m

V PE

Cálculos

n equiv = 0.74 g = 0.02 eq N= 0.02 eq = 0.04 eq/lt

37 g/equiv 0.5 lt

Respuesta ∴ la 〚〛es de 0.04 Normal

CONCENTRACION DE LAS SOLUCIONES

Molaridad o concentración molar : (M)

M = moles de soluto/L de solución

Normalidad (N) : Numero de equivalentes de soluto

contenidos en un Litro de solución.

N = # equivalentes / L solución

Partes por millon (ppm) =

peso de soluto/peso de solución *106

Equivalente gramo de un elemento es la cantidad del mismo que se

combina o reemplaza a un átomo-gramo de hidrógeno

Por ejemplo, en la formación del hidruro de hierro (III): 2 Fe + 3 H2 2 FeH3

1 eq de Fe = 1/3 masa atómica de Fe 2 · 55,85 g de Fe

6 g de H =

1 eq de Fe

1 eq de H

EQUIVALENTE

Masa atómica

valencia Para un elemento en general, se cumple que 1 eq =

*Para un ácido la valencia es el número de hidrógenos ácidos que posee.

*Para una base la valencia es el número de OH que posee.

*Para un sal la valencia es el resultado de multiplicar la carga de los iones que la forman.

*En reacciones redox, la valencia es el número de electrones que gana o pierde esa sustancia o ese elemento.

Se puede calcular de muchas formas diferentes la concentración de

una disolución.

Indica los gramos de

soluto en 100 gramos

de disolución

Porcentaje

en masa % masa =

g soluto

g disolución x 100

Molaridad Indica los moles de

soluto en 1 litro de

disolución

M = moles de soluto

litros de disolución

Normalidad Indica el nº de eq de

soluto en 1 litro de

disolución

N = eq de soluto

litros de disolución

NORMALIDAD=MOLARIDAD/VALENCIA

Fracción Molar

X soluto = n soluto

n soluto + n solvente

Donde: X soluto : fracción molar de soluto

n soluto : número de moles de soluto medido en [ mol ]

n solvente : número de moles de solvente medido en [ mol ]

X solvente = n solvente

n soluto + n solvente

Donde: X solvente : fracción molar de solvente

n soluto : número de moles de soluto medido en [ mol ]

n solvente : número de moles de solvente medido en [ mol ]

X soluto + X solvente = 1

Donde: X soluto : fracción molar de soluto

X solvente : fracción molar de solvente

FRACCION MOLAR: expresa la cantidad de moles de cada componentes en relación a la totalidad de los

moles de la disolución.

EJEMPLO

Una solución está formada por 324 g de H2O y 120 g de

CH3COOH. Calcula la fracción molar de cada uno.

Datos

m solu= 120 g CH3COOH.

m solv= 324 g H2O

X solu= ?

X solv= ?

Formulas

X= n solu o n solv

n totales

n= m

PM

Cálculos

PM H2O 18 g / mol PM CH3COOH = 60 g/mol

n solu= 120 g = 2 moles n solv = 324 g = 18 moles

60 g/mol 18 g/mol

X solu = 2 = 0.1 moles

2 + 18

X solv = 18 = 0.9 moles

2 + 18

Respuesta ∴ la fracciòn molar es:

•Fracción molar del soluto 0.1 mol

•Fracción molar del solvente 0.9 mol

•Fracción molar de la solución 1 mol

EJERCICIOS PROPUESTOS 1. Calcular la molaridad de cada una de las soluciones siguientes:

1.50 g de KBr en 1.60 L de solución

2.78 g de Ca(N03 )2 en 150 ml de solución

2.50 g de Co (NO3) 2 en 80 ml de solución 2. Calcule la cantidad en gramos de soluto que se necesita para preparar

las siguientes soluciones acuosas:

500 ml de solución de NaBr 0.110 M

250 ml de solución de CaS 0.140 M

720 mI de solución de Na2SO4 0.155 M 3. El amoniaco acuoso concentrado comercial tiene 29 % de NH3 en peso

y tiene una densidad de 0.90 g/ml. ¿Cuál es la molaridad de esta solución?.

4. Una solución de ácido sulfúrico que contiene 571.6 g de H2 S04 por litro de solución tiene una densidad de 1.329 g/ml. Calcular:

a) el porcentaje en peso y b) la molaridad del ácido sulfúrico en solución.

5. Cuántos gramos de CuSO4. 5 H2O (M = 250) se requieren para preparar 150 mL de

disolución de CuSO4 (M= 160) 0,24 Molar?

6. ¿Qué masa de soluto se necesita para producir?:

a.- 2,50 litros de disolución 1,20 M de NaOH.

b.- 50 mL de disolución 0,01 M de AgNO3

c.- 400 mL de disolución 1 M de hidróxido de zinc (Zn(OH)2).

7. Se prepara una solución que contiene 69 grs. de ión Sodio (PE=23 grs/equiv) en 3000 cc¿Cuál es la normalidad de la solución?

8.- Determinar los grs. de cromo (PE= 26 grs/equiv) que hay que disolver para obtener 500 cc. De solución al 0.25 N.

9. Una solución de litio (PE= 7 grs/equiv) se encuentra al 15%p-v. ¿Cuál es la Normalidad?

10. 25 grs de eter etilico (C2H5OC2H5) se ahn mezclado con 1 gr. de ácido esteárico C17 H35COOH. ¿Cuál es la fracción molar de cada componente y de la solución?

11. 50 moles de agua han disuelto 2 moles de soluto. ¿Cuál es la fracción molar de cada componente y de la solución?

12. Una solución de agua (H2O) disuelta en alcohol (C2H5OH) esta al 20%p-p. ¿Cuál es la fracción molar de cada componente y de la solución?

Ahora manos a la obra… a estudiar mucho, recuerden que deben practicar bastante!!!